OpenGL驱动的交互式有限元后处理可视化系统

本文主要探讨了"OpenGL有限元后处理"这一主题，作者尤志祥在南京理工大学攻读硕士学位期间，针对导航、制导与控制专业的研究，专注于如何利用OpenGL这种强大的计算机图形编程接口开发交互式的有限元分析后处理可视化程序。OpenGL以其高效和灵活的特性，被应用于科学计算可视化领域，特别是对有限元分析产生的大量标量数据进行处理和展示。 首先，作者深入研究了计算机图形学的基本理论，如面向对象技术，为程序开发提供了坚实的基础。通过建立基于MFC（Microsoft Foundation Classes）和OpenGL的系统架构，作者构建了一个理论框架，为后续的图形编程实践提供了指导。 针对二维标量数据，文章详细讨论了等值线和等值云图这两种常用的数据可视化方法。通过对不同算法的分析，如线性插值法和等值线填充法，作者选择了最适宜的方法，使用OpenGL实现了与商业软件Tecplot接近的二维数据后处理程序。这展示了OpenGL在精确描绘标量场变化方面的优势。 进一步，文章扩展到了三维数据的处理，研究了各种消隐算法，最终选择了Z-buffer测试法结合OpenGL的渲染功能，独立开发了一套三维有限元后处理可视化程序，能够生成三维模型表面的等值云图，增强了数据的立体表现力。 在实际应用层面，作者使用VC++和OpenGL构建了一个用户友好的有限元后处理可视化系统，允许用户对图形处理和分析进行实时控制，大大提升了用户体验。这个系统具有高效的计算性能、高显示精度和良好的可定制性，源代码的开放性使得它具有很高的可扩展性和移植性。 这篇硕士论文通过OpenGL技术，探索了科学计算可视化在有限元后处理中的应用，不仅提升了数据分析的直观性，也展示了其在工程和科学研究中的实际价值。关键词集中在科学计算可视化、OpenGL以及人机交互上，突出了本文的核心内容和研究重点。